摘要：辣椒是一种神奇的作物，原本在南美洲一隅默默生长，随着五百多年前新大陆被发现，辣椒才开始走向全球。虽然绝大多数哺乳动物无法耐受辣椒的辛辣刺激，对辣椒敬而远之，但是有些人却“无辣不欢”。正是众多爱辣人士对辣椒及辣味美食的不断追求，推动着辣椒成为世界上最重要的蔬菜之

辣椒是一种神奇的作物，原本在南美洲一隅默默生长，随着五百多年前新大陆被发现，辣椒才开始走向全球。虽然绝大多数哺乳动物无法耐受辣椒的辛辣刺激，对辣椒敬而远之，但是有些人却“无辣不欢”。正是众多爱辣人士对辣椒及辣味美食的不断追求，推动着辣椒成为世界上最重要的蔬菜之一。这既得益于辣椒独特的生存“智慧”，也得益于科学家们不断地努力，揭开了辣椒中蕴含的科学机制，分离出辣椒中富含的功能成分为人类所用，并培育出满足不同需求的众多辣椒品种。

辣椒素受体

在自然界，每种生物都有自己的生存“智慧”，辣椒就具有多项生存“智慧”，使得其成为全世界最重要的蔬菜之一。

辣椒属于茄科植物。茄科植物为了生存，大多含有某种具有刺激性的生物碱。这些生物碱是茄科植物的防御武器，哺乳动物食用后，往往会感到刺激难受而放弃继续食用。辣椒同样不“喜欢”被哺乳动物吃掉，因为哺乳动物不仅会把植物的果实吃掉，还会将它们的种子嚼烂，显然不利于辣椒的生存繁衍。辣椒阻止哺乳动物食用的武器就是其体内的辣椒素，这是一类可以让哺乳动物的黏膜产生灼烧感和疼痛感的生物碱，足以让绝大多数哺乳动物对辣椒敬而远之。富含辣椒素算得上是辣椒的第一项生存“智慧”。

不过，辣椒的“辣”主要针对哺乳动物，对鸟类却无效，而且辣椒还会“诱惑”鸟类为自己传播种子呢，这正是辣椒的第二项生存“智慧”。辣椒的野生祖先原产于南美洲的玻利维亚等地。在被人类广泛食用之前，野生辣椒主要借助鸟类来传播自己的种子。野生辣椒的果实朝上直立生长，成熟后颜色鲜红，而且易于脱落，时刻吸引着各种鸟类的目光。成熟的辣椒果实被鸟类采食后，会被鸟类带到很远的地方，辣椒种子在鸟类的消化道中并没有被消化，随鸟类粪便被排泄出来后，仍然具有发芽的能力。这样，辣椒种子就在鸟类的帮助下被带到“异国他乡”，遇到适合的条件即刻生根发芽，开始新的生命周期。

正在开花、结果的辣椒。辣椒最初传入中国时，被当成观赏植物，有“味辣，色红，甚可观”的说法。 李远|图

为什么辣椒让哺乳动物敬而远之，却对鸟类没有作用呢？原来，人体和其他哺乳动物的外周神经中存在一种被称为疼痛感受器的神经元，这些神经元表面有一种能与辣椒素结合的受体，这些辣椒素受体与辣椒素结合后，会将灼烧疼痛的刺激信号传递给中枢神经系统，告诉大脑这东西不能吃。虽然鸟类神经元表面也存在类似的受体，却对辣椒素没有什么反应，因此无法感受到辣椒素的刺激，这也是鸟类不怕辣的主要原因。

既然绝大多数哺乳动物怕“辣”，但为什么很多人却“无辣不欢”呢？科学家给出的解释仍然与辣椒素受体有关。原来，哺乳动物的辣椒素受体虽然让哺乳动物能感觉到强烈的灼烧疼痛刺激，使得绝大多数哺乳动物不敢食用辣椒，但是人类毕竟不是一般的哺乳动物，他们发现这种灼烧感的时间很短，一般只有10-15分钟，而且在灼烧感之后，还会有一种让人愉悦的感觉随之而来，使得人们对吃辣上瘾。其中的科学原理是因为辣椒素受体被辣椒素刺激一段时间之后，不再敏感。与此同时，大脑在接收到辣椒素刺激信号之后，大脑误以为人体受到了伤害，于是分泌出一种内啡肽来止痛，让人兴奋的多巴胺随之也会增加，能使人产生舒服、“过瘾”的痛快感觉。

有趣的是，辣椒素受体不仅能感受辣椒素的刺激，还能感受温度、压力等刺激，这些研究还帮助美国科学家大卫·朱利叶斯（David Julius）获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖呢！

20世纪90年代，人体疼痛感受器成为生物科学界的研究热点。刚刚开始自己科研职业生涯的朱利叶斯，在逛超市时看到一系列辣椒酱发呆，开始思考人类为什么喜欢吃辣椒的科学问题。朱利叶斯推测，如果疼痛感受器神经元表面存在某种疼痛受体，这种受体蛋白的含量一定会在辣椒素的刺激下增加。很快，朱利叶斯决定和同事一起找到这种受体。不过，朱利叶斯发现直接找到这种受体蛋白几乎不可能，于是他们想到了一种筛选策略，即从与神经元相关的1.5万多个基因中进行分析和分类，筛选出最有可能的候选基因，然后分批转入本身对辣椒素不敏感的人体细胞中，再用辣椒素对这些转基因细胞进行刺激，看看哪些转基因细胞对辣椒素产生反应，从而找到负责编码辣椒素受体的候选基因。这一过程工作量非常大，经过反复筛选和功能验证，朱利叶斯教授团队最终确认了一个疼痛感受器神经元上表达辣椒素受体的关键基因TRPV1。

辣椒素受体TRPV1是科学家发现的首个疼痛感受器，该研究也以封面文章的形式发表在国际著名学术期刊《自然》上，受到广泛关注。进一步研究发现，这种辣椒素受体还具有温度敏感性，对酸性条件、芥末和一些毒性化合物也会做出反应。受到朱利叶斯研究的启发，另外一位美国科学家阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）也相继发现了细胞感受寒冷和触觉的多个感受器受体，与朱利叶斯一起分享了2021年诺贝尔生理学或医学奖。

让人类“痛并快乐着”，或许是辣椒最重要的生存“智慧”，使得辣椒从南美洲某个小地方的小物种，摇身一变成为全世界最重要的蔬菜之一。

意想不到的用途

除了辣味让人“欲罢不能”之外，其实辣椒还给我们带来很多好处，有一些可能是你意想不到的。

辣椒富含维生素C、胡萝卜素等维生素，其中维生素C含量是西红柿、茄子等茄科植物的数倍。除了这些常见的营养成分，辣椒还含有一些特有的成分，包括之前提到的辣椒素，以及辣椒碱和辣椒色素，都具有一些特殊的功能，因此人们将其从辣椒中提纯出来，加工成各类产品。

辣椒素及其同系物质是辣椒的主要辣味成分，其中辣椒素和二氢辣椒素约占辣椒素物质总量的90%。国际上一般采用斯科维尔热单位（SHU）来评价辣椒的辣度，该单位由美国药剂师韦尔伯·斯科维尔（Wilbur Scoville）在1912年发明，简单说就是用一定方法对测试样品处理和稀释，直到全部品尝者都不会产生辣的感觉的最大稀释度，这个稀释度就是斯科维尔热单位。据媒体报道，目前世界上最辣的辣椒是由美国南卡罗来纳州一家辣椒育种公司培育的名为辣椒X的品种，其辣度最高可达惊人的318万斯科维尔热单位，在吉尼斯世界纪录中正式测量辣度值也高达269万斯科维尔热单位，堪称真正的“魔鬼辣”。

辣椒素除了作为辛辣调味品之外，还在医药、保健、化工、军工等行业中具有广泛的用途。科学家发现，如果将辣椒素膏药贴在疼痛处的皮肤上，短时间内会让人感到辣椒素强烈的灼烧刺激，但是这种刺激很快消失，而原本患处的疼痛也随之消失了。这是因为辣椒素能减少传达痛感的神经递质的产生，使人对疼痛的感觉减弱，而且作用时间可达10天之久，因此可用于治疗及缓解顽固性疼痛及瘙痒等症状。目前，美国和欧盟都相继批准了含有辣椒素的膏药用于治疗带状疱疹的疼痛。

由于辣椒强烈的刺激作用，不少人认为辣椒是导致胃溃疡的元凶，但是大量研究得出一个完全相反的结论，即适量食用辣椒反而会预防和治疗胃溃疡，因为辣椒素通过作用于胃黏膜上的辣椒素受体，可减少胃酸分泌、增加胃黏膜血流量、促进胃排空和碱性黏液分泌，从而发挥其保护胃黏膜的作用，减少胃溃疡的发生。因此，辣椒素也被开发出治疗胃肠道疾病的药物。

研究显示，辣椒素还具有抗癌、抗炎消肿、防治风湿和减肥等医学用途。与此同时，辣椒素也被用于制作催泪弹、防狼喷雾、杀虫剂等产品。例如，在轮船的涂料中添加辣椒素，可有效减少海洋生物对轮船的侵蚀。在电线的涂料中加入辣椒素，则可避免老鼠啃咬光缆。

辣椒色素则是从辣椒中提取的一类天然色素，包括辣椒红素、辣椒玉红素等。相对于化学合成的色素，辣椒红素具有天然、无毒无害无任何气味等优势，而且辣椒红素色泽鲜艳，着色力强，稳定性好，其显色强度是其他色素的10倍， 是目前国际上公认的最好的红色素，作为天然食品添加剂没有使用限制。除此之外，辣椒红素还被广泛用于药品、化妆品中，是生产口红的重要原料。

成为辣椒大国

大约距今6000年前，中南美洲已经开始广泛种植和食用辣椒，辣椒在南美洲印第安人的饮食文化和日常生活中占据重要地位。十五世纪末，意大利航海家哥伦布发现美洲新大陆之后，辣椒从南美洲进入欧洲，随后传遍全球其他地方。

据“辣椒院士”、湖南农业大学邹学校教授考证，16世纪40年代初，由葡萄牙人把辣椒带到了印度，辣椒开始在南亚传播，后又通过马六甲海峡，传播到东南亚。16世纪50年代初，辣椒被传到日本。16世纪80年代从日本传入中国，最早的传入点是浙江。以浙江为起点，向北、西、南3个方向传播，传到湖南后辣椒大受欢迎，随后以湖南为中心，向贵州、四川、云南、广东、广西、陕西等地传播，形成影响最大的长江传播路线，新疆的辣椒是在左宗棠收复新疆时由湖南军人传过去的。

最开始，中国人将辣椒当成观赏植物，认为其“味辣，色红，甚可观”。到康熙年间，辣椒才成为其他辛辣调味品的替代品，逐渐成为中国人餐桌上的主要辣味来源。清朝末年，湖南、江西、湖北、四川、贵州等地逐渐形成了以辣味为特色的饮食文化。社会上还流传着“四川人不怕辣、贵州人辣不怕、湖南人怕不辣”的说法。

新中国成立后，特别是改革开放以后，我国辣椒产业得到飞速发展。据统计数据，20世纪60年代，我国辣椒种植面积约为10万公顷，20世纪80年代增加至30万公顷，2000年到130万公顷，近年来，我国辣椒种植面积稳定在200万公顷以上，总产量达6000万吨以上，在中国蔬菜类作物中位居榜首。目前，辣椒已成为我国种植面积最大的蔬菜和消费量最大的辛辣调味品，中国也成为全世界辣椒种植面积最大、产量最高的国家。

中国辣椒产业的蓬勃发展，主要得益于两个方面，一是我国人口持续增长，以及改革开放后全国范围内人口大规模流动，大大促进了辣椒的消费，二是我国辣椒科技工作者的不懈努力，在辣椒育种、栽培、产品加工等领域取得了一系列国际领先的科技创新成果，带动了辣椒产业发展。例如，我国辣椒育种家善于培育出各种具有产量高、口感好、品质高、抗性强等特性的辣椒品种，既让种植者赚钱，又让消费者喜爱，湖南农业大学校长、中国工程院院士邹学校正是这些育种家中的杰出代表。

培育优等生

邹学校年轻时候的理想是当火车司机，结果上大学时进入了“蔬菜王国”。从湖南农学院园艺学院蔬菜专业研究生毕业后，邹学校被分配到湖南农业科学院蔬菜所工作，开始与辣椒结缘，此后一直专注于辣椒育种工作，带领团队先后培育出一百多个辣椒新品种，其中大多数品种属于全国同期辣椒品种中的“优等生”，即产量、品质、口感、抗病性等全部指标或主要指标比对照品种（如当地原来主栽品种）更胜一筹。那么，邹学校是如何培育出这些辣椒“优等生”的呢？

与其他作物育种一样，辣椒育种最基本的方法是杂交育种，即利用各种具有不同优良性状的辣椒品种进行杂交（异花授粉），获得主要性状优于父母的后代，进一步选育出性状更加优良的新品种，即辣椒品种中的“优等生”。

要培育辣椒“优等生”，首先要有丰富的种质资源。因为并非所有杂交试验都能产生具有杂种优势的后代，必须反复进行杂交试验，种质资源越丰富多样，选育出优良品种的概率才会越大。因此，邹学校和同事广泛收集国内外各种辣椒种质资源四千多份，建成了国内最大的辣椒种质资源库。这些珍贵的辣椒种质资源不仅为邹学校团队开展辣椒育种提供了丰富的素材，也为全国辣椒育种工作做出了重要贡献。

虽然辣椒“优等生”的主要性状往往优于它们的“父母”，但是这些优良性状并非凭空产生，而是来源于它们的“父母”，即亲本。如果提前选育出善于将优秀特性遗传给后代的辣椒亲本，则在后续辣椒品种培育中将会事半功倍。邹学校和同事从湖南本地辣椒种质资源中选育出3大骨干核心亲本，而全国也只有4个骨干核心亲本。这些骨干核心亲本可作为“爸爸”或“妈妈”，甚至更高一级的亲本，用于繁育更多辣椒新品种。目前邹学校团队和全国同行一起，利用这些骨干核心亲本培育辣椒新品种达160个以上，约占全国同期审定辣椒新品种的四分之一，育成品种累计推广面积达800万公顷，种植面积占全国同期新品种推广面积的40%以上。

在辣椒杂交育种中，杂交种子的制种效率和成本是育种者需要重点考虑的问题。为了解决杂交制种效率低、成本高等问题，如同袁隆平院士团队在野生稻中发现天然雄性不育株育成杂交水稻一样，邹学校团队经过大量工作，也从一个辣椒地方品种中筛选出雄性不育株，在此基础上选育出雄性不育系，并成功进行了三系配套（不育系、保持系和恢复系），有效降低制种成本，该不育系也成为国内不育系育种的主要不育基因来源。邹学校团队还进行了一系列技术创新，发明了徒手去雄、二次授粉和花粉超低温冷冻技术等一系列辣椒杂交繁育制种技术，显著提高杂交制种效率。

种质资源收集到位，核心亲本培育成功，杂交育种技术优化升级，最终目的都是为了培育出符合市场需求、聚集各种优良特性的辣椒新品种。例如，为了解决辣椒采摘中劳动力成本偏高问题，邹学校团队历时5年，经过成千上万次筛选，挑选出一种湖南辣椒作为母本，一种河北辣椒作为父本，再通过杂交选配，最终选育出了集早熟、座果集中、干制率高、适合机械化采收等优势于一身的“博辣红牛”，成为我国第一个适合机械化采收的杂交辣椒品种。2013年进入新疆市场后，博辣红牛迅速成为新疆早熟干椒的主栽品种，不愧为辣椒品种中的“优等生”。邹学校团队相继主导育成辣椒新品种五十多个，其中多个品种在东南亚、中非等种植推广面积超过1000万亩，为我国辣椒品种自主创新和国际竞争力提升做出了重要贡献。

南方周末特约撰稿 汤波

责编 朱力远

来源：南方周末